旋压碟形封头的应用和几何尺寸的选择

1 前言碟形封头采用旋压加工效益明显,目前,国内设计的压力容器多采用椭圆封头,其中以标准椭圆封头(h_i=0.25D_j)最多。根据旋压成形原理,不可能旋压椭圆封头,而实际是旋压碟形封头。碟形封头的推广应用涉及两个方面:一是采用碟形封头代替椭圆封头使用,另一是选定较优的碟形封头几何尺寸参数,并尽快建立旋压碟形封头标准,规定尺寸系列,供设计者直接选用。     

碟形容器封头冷旋压过程三维有限元数值分析

依据有限元理论,对冷旋压碟形封头的变形机理进行了分析,应用ANSYS软件对其变形过程进行了数值模拟研究,得出了封头在不同位置成形时应力、应变的分布规律。分析了应力、应变对变形的影响,计算了旋压力,为优化工艺参数提供了有效方法和可靠依据。     

球形和椭圆形封头的坯料尺寸计算

目前制作球形和椭圆封头绝大部分是采用漏式模具放在压力机上冲压而成。封头的坯料直径对封头的成形有很大关系。坯料直径太小,冲压后易产生边缘皱边、鼓泡和端边斜翻等缺陷;坯料直径太大,材料的利用率降低,冲压后局部曲面减薄严重,甚至坯料被撕裂。封头     

设计与工艺实用数学讲座：第一讲 碟形封头的计算展开

[编者按]本刊约请北京金属结构厂教授级高级工程师孙新铭撰写“设计与工艺实用数学讲座”。作者结合板金结构的设计与加工制造工艺实践，系统介绍机械设计与制造工程中各种常见结构（如椭圆体、椭圆封头、圆柱体、球体、锥体及其相贯等）的数学计算式及其应用。这些计算式大多能够通过计算器和计算机编程运算。应当指出，作者的这些应用数学于生产的经验和体会，虽然主要源自于钣金结构设计与制造，但对其它有关机械工程设计与工艺（如模具、数控加工及常规机械加工等）也能提供数学模型，同样具有实用价值。为了简化讲述，作者将各种机械工…     

旋压封头形状尺寸测量系统的研制与试验研究

针对国内旋压封头形状尺寸检测技术的现状,基于摩擦轮传动原理和激光测距原理,提出了旋压封头外圆周长滚轮测量法和旋压封头内表面形状激光网格式扫描法,创新地设计了滚轮测量机构和激光扫描机构,研制了旋压封头形状尺寸测量系统.该测量系统实现了旋压封头外圆周长、圆度公差、内表面形状尺寸公差、直边高度及直边倾斜度等形状尺寸参数的测量.对Φ 500 mm的旋压封头进行了测试试验,结果表明,该测量系统性能稳定可靠、效率高,具有良好的推广应用前景.     

对冷旋压近似椭圆形封头代替标准椭圆形封头的分析

本文对冷旋压近似椭圆形封头代替标准椭圆形封头进行了分析。在此基础上，笔者不同意冷旋压近似椭圆形封头的承载能力将比同材质、同厚度标准椭圆形封头下降１０％～２５％的论点，并认为由此而寻找各种新型封头的努力都是不必要的。重申，满足标准椭圆形封头形状和尺寸允差要求的冷旋压近似椭圆形封头，可以等效代替标准椭圆形封头。     

旋压封头产生裂纹的原因及对策

椭圆封头是压力容器的主要受压元件之一,它不但直接影响容器的制造质量和成本,而且影响生产装置的安全长周期运行。椭圆形封头通常用热压或冷旋压成形,而封头旋压时易产生裂纹。 1、封头裂纹情况 材质为16MnR,规格为φ5200mm×16mm的封头,展开尺寸为φ6200mm,由4块板手工焊拼接而     

旋压封头残余应力的试验研究

本文采用钻小盲孔法对旋压椭圆封头进行了残余应力的试验研究,结果表明:旋压封头产生的冷加工残余应力存在于整个封头。本文还对旋压封头在内压作用下的应力水平及分布状况进行了实测研究。     

旋压封头关键尺寸在线测量系统的研制

针对目前旋压封头关键尺寸急需在线高效测量的问题,采用滚轮法测量原理,提出并研制了旋压封头关键尺寸在线测量系统。该系统通过测量滚轮以及预压缩机构实现滚轮与封头的无滑动滚动,采用旋转编码器采集滚轮的旋转圈数,色标传感器记录封头的旋转圈数,并通过控制单元实时输出测量结果;该系统完成了不同规格封头的静态和动态测量试验。测量结果表明:旋压封头关键尺寸在线测量系统性能稳定,测量精度满足GB/T 25198—2010规范要求;验证了该系统的有效性和可靠性。     

椭圆形封头坯料尺寸计算公式的讨论

中性层的变化是很复杂的。由于封头在拉延过程中材料各部分应力应变状况不同,因而成形后的封头各部分厚度不一样(图2),靠近封头底部材料变形较小,厚度变化不大。在离开底部往上直到接近最大曲率部分的区域内,由于径向拉应力和拉应变占优势,使材料变薄。从大曲率部分向上直到直边部分的区域内,由于切向压缩应力及应     

碟形封头与椭圆形封头形状差的探讨

目前,压力容器在设计上多采用椭圆形封头。随着旋庄设备及技术的引进和发展。旋压封头——碟形封头在压力容器上的应用日益增多。无论是原有设计的修改或新的设计采用旋压技术制造的碟形封头,都要求解决和确定碟形封头参数与其形状的关系及与椭圆封头相比较的形状差、碟形封头与椭圆封头等高的条件,两种封头最大形状差的量值及位置,可能达到的最小形状差及其条件等等一系列问题。     

碟形封头与简体连接处边缘应力的研究

本文在对碟形容器的边缘应力进行理论分析的基础上，开展实验并对实验结果与理论值进行对比分析，探讨了薄膜应力计算公式的正确性，验证了碟形容器的应力计算方法，对容器应力的实际测量有指导意义。     

封头的热旋压加工及应用

介绍了封头热旋压加工的设备、原理、加工方法、特点与不足，并通过实例说明了该加工方法的优点。     

碟形封头与简体连接处边缘应力的研究

本文在对碟形容器的边缘应力进行理论分析的基础上,开展实验并对实验结果与理论值进行对比分析,探讨了薄膜应力计算公式的正确性,验证了碟形容器的应力计算方法,对容器应力的实际测量有指导意义.     

凸面受压碟形封头的屈曲分析

利用有限元法和水压试验相结合的方法对凸面受压碟形封头的屈曲行为进行研究。基于ANSYS软件对凸面受压碟形封头进行了非线性有限元分析,采用特征值屈曲分析和非线性屈曲分析相结合的方法,并利用弧长法,计算出结构的临界屈曲载荷值,同时结合水压试验验证。研究结果表明,碟形封头发生了屈曲失效,发生屈曲的位置在靠近筒体纵焊缝的碟形封头上,并且水压试验的结果验证了有限元分析的可行性。屈曲分析的结果对碟形封头的优化设计具有指导意义。     

厚壁封头温旋压成形的数值模拟

厚壁封头温热旋压技术是国家“九五”重点科技攻关项目,在我们实施研究的过程中,温旋试验经常有裂纹出现。为了找出裂纹缺陷产生的原因,寻求合理的旋压工艺参数,决定采用计算机对温旋过程进行数值模拟。 数值模拟基于平面大变形弹塑性有限元法。根据温旋研究的需要,利用MARC软件对材质为16MnR的板坯在400℃、450℃和500℃三种不同     

碟形封头与筒体连接结构的极限载荷分析

对某内压作用下薄壁容器的碟形封头与筒体连接结构进行了非线性有限元分析,采用了Newton-Raphson算法,得出了最危险点的载荷-位移曲线,进而通过两倍弹性斜率法得到了该结构的极限载荷值。采用正交设计法,研究了封头的壁厚、筒体的壁厚及封头的转角半径对连接结构极限载荷的影响。研究结果表明结构的最大应力位于碟形封头过渡区,对极限载荷的影响由大到小依次为封头壁厚、筒体壁厚以及封头的转角半径,为今后进一步的优化设计提供了依据。     

水室封头的尺寸检测

水室封头是蒸汽发生器的关键部件。水室封头结构特殊,采用常规数据测量方法不能完全测量其尺寸,对其特殊部位,应设计专门的样板进行测量。